计算机硬件水平和技术的进步,使得人们对于场景仿真和数据精度提出了更高的要求,更多地需要一种数据整合和全方位立体真实展示的仿真形式。在军用和民用领域,传统的平面二维地图和三维地图已经不能满足人们的需求,因此就有了数字地球的研究和发展。而天空仿真,是数字地球中重要的一部分。本文针对数字地球中的天空仿真可视化展开研究,主要分为三个部分进行。一是基于数字地球的天空建模算法和仿真技术以及增强真实感方面的研究,二是对天空中云的仿真实现,三是虚拟空战中飞行模拟和空中飞行走廊在数字地球中的改进和仿真构建。通过研究动态天空仿真技术的关键算法和核心技术,提出了一些原创性的改进方案以应用到数字地球中来,取得了一定的研究成果。综合来讲,本文的主要研究工作和创新点有以下几点:(1)通过分析和研究各种天空建模算法,在基于数字地球的基础上,选取匹配度最高的半球形天空建模算法构建天空主体。在主体模型上,应用纹理变换、布告板与光源结合、光照散射仿真等来增强天空真实感并实现天空的实时动态仿真。最后提出基于数字地球的匹配改进算法,实现了用半球形天空在数字地球上任意一点都能模拟仿真全景天空的想法。(2)云是天空中最重要的景物,本文在对云绘制算法的研究基础上,提出了2D云和3D云相结合的绘制方案,2D云实现动态流动,3D云实现云层可穿越,在保证绘制效率的基础上,最大程度的保证了云的仿真真实度。(3)本文在天空构建仿真的基础上,研究了虚拟空战中飞行仿真和飞行走廊的构建算法,改进算法并实现了在数字地球上的应用。飞行仿真方面采用物理力学的牵引算法,达到了较高的仿真程度。飞行走廊的构建,是应用改进的贝塞尔曲线算法,将贝塞尔曲线算法从二维拓展到三维空间,并加以改进从而实现在数字地球上的令人满意的绘制效果。综上所述,本文主要是通过对天空建模仿真、天空真实感增强技术、云仿真等绘制技术和算法的研究以及飞行模拟和飞行走廊等应用方面的模拟,并在此基础上改进和创新,以达到在数字地球的动态天空实时仿真的要求。